JP2007300048A - Heat dissipation printed circuit board and its construction for conducting heat by heat pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱パイプで熱を伝導するための熱放散タイプのプリント回路板およびその構造に関し、特に、プリント回路板のための高性能熱散逸を提供し、熱パイプで熱を伝導するためのプリント回路板に連結される熱伝導構造に関する。
The present invention relates to a heat dissipation type printed circuit board for conducting heat in a heat pipe and its structure, and more particularly to providing high performance heat dissipation for a printed circuit board and for conducting heat in a heat pipe. The present invention relates to a heat conducting structure connected to a printed circuit board.
プリント回路板(PCB)の熱放散効果を強化するため、大部分のプリント回路板は、熱放散孔を加え、金属フィルムに電気メッキを施し、金属のかたまりをプリント回路基板の裏側に設置する、または、直接、熱を放散させるためのプリント回路板上へ熱放散ペーストを被覆する。 In order to enhance the heat dissipation effect of the printed circuit board (PCB), most of the printed circuit boards add heat dissipation holes, electroplate the metal film, and place a lump of metal on the back side of the printed circuit board. Alternatively, a heat dissipating paste is coated directly onto a printed circuit board for dissipating heat.
必要とされる熱散逸機能をプリント回路板に提供するために前述の方法のいずれが使用されたかに関係なく、この方法が実行できる最高のものは、電子構成部品によって生じる熱エネルギを熱放散孔、金属フィルム、金属のかたまり、または熱放散ペーストに伝導することであるが、より遠い端部に熱を伝導する効果的な熱経路を提供することができない。このような配置は周囲空気の温度を増加させるだけであるので、その結果、熱が増加され続ける場合、プリント回路板のまわりの空気の温度は影響を受ける。空気の温度およびプリント回路板の熱放散構造が熱平衡に達するならば、プリント回路板の熱伝導性能および熱放散効果は徐々に低下し、間接的に電子構成部品に影響を及ぼす。
Regardless of which of the foregoing methods was used to provide the required heat dissipation function to the printed circuit board, the best that this method can perform is to dissipate the heat energy generated by the electronic components into the heat dissipation holes. Conducting to a metal film, a lump of metal, or a heat dissipating paste, but cannot provide an effective thermal path to conduct heat to the farther ends. Such an arrangement only increases the temperature of the ambient air, so that if the heat continues to increase, the temperature of the air around the printed circuit board is affected. If the temperature of the air and the heat dissipation structure of the printed circuit board reach thermal equilibrium, the heat conduction performance and heat dissipation effect of the printed circuit board will gradually decrease and indirectly affect the electronic components.
従来技術の前述の欠点を鑑みて、本発明の発明者は、関連した産業における長年の経験に基づき、実験および修正を実行し、最終的に従来技術の欠点を克服する実行可能な解決法を設計した。 In view of the aforementioned shortcomings of the prior art, the inventor of the present invention, based on many years of experience in the relevant industry, performs experiments and corrections and finally develops a viable solution that overcomes the shortcomings of the prior art. Designed.
本発明は、プリント回路板の熱放散の問題を効果的に解決するため、熱パイプで熱を伝導するための熱放散タイプのプリント回路板およびその構造を提供することによって従来技術の欠点を克服するためのものである。本発明は、熱を伝導し、効果的にプリント回路板およびその電子部品の温度を下げ、さらに、電子構成部品の許容される運転温度の下での作動、および、電子システムの安定した作業の維持を可能にするため、熱パイプをプリント回路板に連結する。 The present invention overcomes the disadvantages of the prior art by providing a heat dissipation type printed circuit board and its structure for conducting heat through a heat pipe to effectively solve the problem of heat dissipation of the printed circuit board. Is to do. The present invention conducts heat, effectively lowers the temperature of the printed circuit board and its electronic components, and further allows the electronic components to operate under acceptable operating temperatures and to ensure stable operation of the electronic system. A heat pipe is connected to the printed circuit board to allow maintenance.
本発明は、基板、熱放散層および少なくとも1つの熱パイプからなる熱放散タイプのプリント回路板を提供する。基板は、基板の表面に配置された信号回路を有し、電子部品に電気的に結合される。熱放散層は、基板の他の表面に配置される。熱パイプは加熱された端部、および、加熱された端部から延長した圧縮端部を有する。基板は、熱放散層、および、熱パイプの周囲に近い熱放散層に配置された固着層を通過している貫通孔を含み、熱パイプの加熱された端部の末端は固着層に被覆され、および、固着層は、熱放散層から電子構品の対応する位置まで延長される。 The present invention provides a heat dissipation type printed circuit board comprising a substrate, a heat dissipation layer and at least one heat pipe. The substrate has a signal circuit disposed on the surface of the substrate and is electrically coupled to the electronic component. The heat dissipating layer is disposed on the other surface of the substrate. The heat pipe has a heated end and a compressed end extending from the heated end. The substrate includes a heat dissipating layer and a through hole passing through a fixing layer disposed in the heat dissipating layer near the periphery of the heat pipe, and the end of the heated end of the heat pipe is covered with the fixing layer. And the anchoring layer extends from the heat dissipating layer to a corresponding position on the electronic component.
本発明は、プリント回路板および少なくとも1つの熱パイプからなり、熱パイプで熱を伝導するためのプリント回路板の構造を提供する。プリント回路板は、基板、基板の表面に配置された信号回路、基板の他の表面に配置された熱放散層、および、基板に配置され、基板の貫通孔および熱放散層から外へ突出されている加熱された端部の末端を通過する貫通孔を有する。熱放散層は、熱パイプの周囲に近い表面に配置される固着層を含み、熱パイプの加熱された端部の末端は固着層によって被覆される。 The present invention provides a printed circuit board structure for conducting heat in a heat pipe comprising a printed circuit board and at least one heat pipe. The printed circuit board is disposed on the substrate, the signal circuit disposed on the surface of the substrate, the heat dissipating layer disposed on the other surface of the substrate, and is disposed on the substrate and protrudes out from the through hole and the heat dissipating layer of the substrate. Having a through hole passing through the end of the heated end. The heat dissipating layer includes an anchoring layer disposed on a surface near the periphery of the heat pipe, and the end of the heated end of the heat pipe is covered by the anchoring layer.
新規であると考えられる本発明の特徴は、添付の請求の範囲で特に記載される。発明自体は、しかしながら、発明の特定の例示的な実施例を記載する以下の発明の詳細な説明を参照することで、添付の図面と共によく理解される。
The features of the invention believed to be novel are particularly set forth in the appended claims. The invention itself, however, is best understood with reference to the following detailed description of the invention, which sets forth specific illustrative embodiments of the invention.
本発明の技術的な特性、特徴および利点は、添付の図面に関して以下の好ましい実施例の詳細な説明において明瞭になる。しかしながら、図面は参照および具体例のみのために提供され、本発明の範囲を制限する意図を有さない。 The technical characteristics, features and advantages of the present invention will become apparent in the following detailed description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the drawings are provided for reference and examples only and are not intended to limit the scope of the invention.
第1の本発明の好ましい実施例の略図である図1を参照すると、本発明は、熱パイプで熱を伝導するための熱放散タイプのプリント回路板およびその構造を提供し、プリント回路板1は、絶縁材料でできている基板10、基板10の表面に配置され、電気的に電子部品14に連結された信号回路101、および、基板10の他の表面に配置された熱放散層11からなる。熱放散層11は銅箔または他の熱放散金属でできている可能性があり、絶縁コーティング12は熱放散層11上へ被覆される。
Referring to FIG. 1, which is a schematic diagram of a preferred embodiment of the first invention, the present invention provides a heat dissipation type printed circuit board for conducting heat in a heat pipe and its structure, and the printed
本発明は、熱を伝導するためのプリント回路板1および熱パイプ2を連結し、熱放散層11で蓄積される熱は、熱パイプ2の高い熱伝導率で放散する可能性がある。熱パイプ2は、高い熱伝導力、高速熱伝達および高い熱伝導率、を有する熱伝導部品であり、さらに大量の電力を消費することなく、非常に多くの熱エネルギを伝導することができる。したがって、熱パイプは現在の電子製品の熱を放散させるため、広範囲に使用される部品になった。熱パイプ2の一般の原則は、主に芯構造を熱パイプの内部壁に設置し、管は真空状態にあることである。芯構造は、編まれたネットまたは毛管作用を実行することができる焼結された粉末である。芯構造の毛管作用により、熱パイプの作動流体は容易に伝達されることができる。熱パイプの端部が加熱される場合、作動流体はその液相から気体相に変わる。作動流体によって吸収される熱エネルギは、熱端部の他の端部に伝導され、他の端部は気体相から液相に戻すために冷却される。一方、芯構造によって生じられる毛管の動作は、繰り返し熱交換を実行するため、熱パイプの熱された端部に液相の作動流体を戻すように駆動する。
The present invention connects the printed
同様に図2を参照すると、プリント回路板1は、基板10に配置され、熱パイプ2を通過させるため熱放散層11を貫通する貫通孔100を有し、貫通孔100の数は設置される熱パイプ2の数に依存する。基本的に、1つの貫通孔100は1つの熱パイプ2に提供され、そこには少なくとも1つの熱パイプ2が存在する。貫通孔100の数は、熱伝導の実際の必要によって増加する可能性がある。熱パイプ2は外側に延長した加熱された端部20および圧縮端部21を有し、そこにおいて、加熱された端部20は基板10の貫通孔100を通過し、加熱された端部20の末端は熱放散層11から突出され、熱放散層11の貫通孔100の周囲は、外側に露出する。換言すれば、絶縁コーティング12は熱放散層11の貫通孔100の周囲に被覆されず、熱放散層11が銅でできている場合、このような露出する領域は裸銅として公知である。プリント回路板1がハンダ炉で行われる場合、加熱された端部20の末端を被覆する固形の固着層が、熱パイプ2とプリント回路板1の熱放散層11との間で良好な熱伝導接触を形成するように、熱放散層11上へ付着され、熱パイプ2の周囲のすぐ近くに配置される。固着層13はハンダでできていてもよく、適正な量のハンダが、熱放散層11の熱放散性能を向上させるためのより大きい表面を与える特定の高さに突出する。一方で、固着層13は、熱放散層11の表面から電子部品14の対応する位置まで延長される可能性があり、不必要なコストを生じる付けられた固着層13の領域の極端な増大を妨げるため、固着層によって付けられない熱放散層11の残りの表面は絶縁コーティング12によって被覆される。
Similarly, referring to FIG. 2, the printed
熱パイプ2と基板10との間の接触領域を増加させるため、貫通孔100の壁は、図2に示されるように熱パイプ2と基板10との間で配置される熱伝導媒体の層を含む。熱伝導媒体および熱放散層11は、銅箔110のような同じ材料で作成されることができる。図2において、熱放散層11および熱伝導媒体は、基板10上へメッキをされる。図3において、熱伝導媒体および固着層13はハンダ130のような同じ材料で作成されることができるので、プリント回路板1がハンダ炉で行われる場合、液体ハンダ130は熱パイプ2と貫通孔との間の隙間を通じて浸透される。図4において、熱伝導媒体は、熱パイプ2の加熱された端部20の外部壁上へ被覆され、貫通孔100を通過する熱放散ペースト131であってもよい。図2で示す好適な実施例において、貫通孔100の壁が銅箔110のような熱伝導媒体でメッキをされるにもかかわらず、熱放散ペースト131は、図4に示されるように熱パイプ2の熱端部20の外部壁において、それでも被覆される可能性があり、加熱された端部20が、加熱された端部と貫通孔100との間の接触を改善するため、その壁上に銅箔110を有する貫通孔100を通じて通過される。
In order to increase the contact area between the
図1において、電子部品14が作動し始める場合、プリント回路板1および電子部品14の両方は熱エネルギを生じ、熱エネルギは、最初に熱放散層11および固着層13によって吸収され、それから熱パイプ2の加熱された端部20に伝導される。いくつかの熱エネルギが固着層13の突出部から、熱伝導経路の周囲空気に放散されるにもかかわらず、大部分の熱エネルギは、熱パイプ2の加熱された端部20から熱パイプ2の圧縮端部21に急速に伝導される。熱パイプ2の圧縮端部21は、熱パイプ2の熱散逸を実行するための複数の放熱フィン3を有する。
In FIG. 1, when the
図5を参照すると、プリント回路板1の基板10は、電磁界干渉を引き起こさずに、電子部品14の対応している位置に配置された複数の貫通孔102を含む。貫通孔102は、固着層13のハンダ130によって満たされ、熱を伝導するための熱放散層11と接触するので、電子部品14によって生じられる熱エネルギは、プリント回路板1の熱放散性能を向上させるように熱放散層11または固着層13に急速に伝導される可能性がある。
Referring to FIG. 5, the
前述の構造により、熱放散タイプのプリント回路板および熱パイプで熱を伝導するためのその構造は完成することができる。 With the structure described above, a heat dissipation type printed circuit board and its structure for conducting heat in a heat pipe can be completed.
それゆえに、発明による熱放散タイプのプリント回路板および熱パイプで熱を伝導するためのその構造は、プリント回路板1の熱散逸を改善することができ、それらは電子製品のケーシングと共に設計することができるので、プリント回路板1およびその電子部品14によって生じられる熱は外側に伝導されることができる。図6において、ケーシング4は換気放出口40を含み、換気放出口40はファン5を有し、熱放散フィン3は、ケーシング4から熱エネルギを強制的に放出するためにファン5に対応する。図7において、熱放散フィン3は、より冷たい外気によって熱散逸を容易にするため、ケーシング4の換気放出口40から延長されることができる。前述の実施例の両方ともが、効果的にプリント回路板1の温度を下げ、温室効果をもたらすケーシング4における熱エネルギの蓄積を妨げる。
Therefore, the heat dissipation type printed circuit board according to the invention and its structure for conducting heat in the heat pipe can improve the heat dissipation of the printed
上記の説明を総括すると、本願明細書における本発明は従来の構造よりも性能を強化し、さらに特許出願必要条件に対応する。 Summarizing the above description, the present invention herein has enhanced performance over conventional structures and further addresses patent application requirements.
本発明は、好適な実施例に関して図示され、発明の特許範囲を制限する意図を有さない。様々な置換および修正は前述の説明で提案され、その他の置換および修正は、従来技術における当業者により提案されるであろう。それゆえに、このような置換および修正のすべては、添付の請求の範囲に記載の発明の範囲内で受け入れられる意図を有する。
The present invention is illustrated with respect to preferred embodiments and is not intended to limit the patentable scope of the invention. Various substitutions and modifications will be suggested in the foregoing description, and other substitutions and modifications will be suggested by those skilled in the art. Accordingly, all such substitutions and modifications are intended to be accepted within the scope of the invention as set forth in the appended claims.
Claims (17)
A heat dissipation type printed circuit board having a signal circuit disposed on a surface of the substrate and electrically coupled to an electronic device; a heat dissipation layer disposed on the other surface of the substrate; and heated And at least one heat pipe having a compressed end extending from the heated end, wherein the substrate has a through-hole penetrating the heat dissipating layer, and the heat A heat dissipating layer disposed on a surface of the heat pipe and including a sticking layer near the periphery of the heat pipe, the end of the heated end of the heat pipe being covered by the sticking layer; Extending from the surface of the layer to a corresponding position on the electronic device.
2. The heat dissipation type printed circuit board according to claim 1, wherein the substrate includes a plurality of through-holes each disposed at a corresponding position of the electronic device, and the through-hole is the heat dissipation layer. A heat dissipation type printed circuit board filled with the anchoring layer.
2. The heat dissipation type printed circuit board according to claim 1, wherein the wall of the through hole of the substrate includes a heat conductive medium disposed between the heat pipe and the substrate. 3. Board.
4. The heat dissipation type printed circuit board according to claim 3, wherein the heat conducting medium is a heat dissipation paste.
The heat dissipation type printed circuit board according to claim 3, wherein the heat conducting medium and the heat dissipation layer are made of the same material.
The heat dissipation type printed circuit board according to claim 3, wherein the heat conducting medium and the fixing layer are made of the same material.
The heat dissipation type printed circuit board according to claim 1, wherein the heat dissipation layer is a copper foil.
The heat dissipation type printed circuit board according to claim 1, wherein the fixing layer is made of solder.
2. The heat dissipation type printed circuit board according to claim 1, wherein the remaining surface of the heat dissipation layer is covered with an insulating coating.
The heat dissipation type printed circuit board according to claim 1, wherein the compression end portion of the heat pipe includes a plurality of heat radiation fins.
A structure of a printed circuit board for conducting heat with a heat pipe, the printed circuit board, a substrate, a signal circuit disposed on the surface of the substrate, a heat dissipation layer disposed on the other surface of the substrate, and A printed circuit board disposed on the substrate and having a through hole passing through the heat dissipating layer; and a heated end passing through the through hole in the substrate, so that the end of the heated end Comprises at least one heat pipe projecting outward from the heat dissipating layer, wherein the heat dissipating layer includes an anchoring layer disposed on a surface near the periphery of the heat pipe; The end is structured to be covered with the fixing layer.
The structure of a printed circuit board for conducting heat with a heat pipe according to claim 11, wherein the wall of the through hole of the board is a heat conducting medium disposed between the heat pipe and the board. Containing structure.
13. A structure of a printed circuit board for conducting heat with a heat pipe according to claim 12, wherein the heat conducting medium is a heat dissipating paste.
The structure of a printed circuit board for conducting heat with a heat pipe according to claim 12, wherein the heat conducting medium and the heat dissipating layer are made of the same material.
13. The structure of a printed circuit board for conducting heat with a heat pipe according to claim 12, wherein the heat conducting medium and the anchoring layer are made of the same material.
The structure of a printed circuit board for conducting heat with the heat pipe according to claim 11, wherein the heat dissipation layer is a copper foil.
The structure of a printed circuit board for conducting heat with the heat pipe according to claim 11, wherein the fixing layer is made of solder.
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